物聯(lián)網(wǎng)+下的智慧工地應(yīng)用探索

黃洵 聶雷 于勇

【摘要】推進(jìn) “智慧工地”需建立完善工程項(xiàng)目監(jiān)管信息系統(tǒng)，圍繞施工過程管理，對(duì)工程 實(shí)體質(zhì)量安全和參建各方行為信息進(jìn)行采集，整合建筑工地人員管理、設(shè)備運(yùn) 行監(jiān)控、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、施工環(huán)境監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建覆蓋主管部門、企業(yè)、 工程現(xiàn)場(chǎng)多方聯(lián)動(dòng)的可視化“智慧工地”。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智慧工地;云平臺(tái);BIM;互聯(lián)網(wǎng)+。

1、引言

隨著我國城鎮(zhèn)化不斷加快、建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，行政監(jiān)管部門和建筑業(yè)企業(yè)對(duì)項(xiàng)目的監(jiān)管表現(xiàn)出手段傳統(tǒng)單一、方法陳舊、反應(yīng)滯后、預(yù)控能力不強(qiáng)等特征。習(xí)近平總書記所做的十九大報(bào)告中，提出“推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合”。住建部發(fā)布的《建筑業(yè)“十三五”規(guī)劃》提出：“把加強(qiáng)業(yè)態(tài)創(chuàng)新，推動(dòng)以‘互聯(lián)網(wǎng)+為特征的新型建筑承包服務(wù)方式和企業(yè)不斷產(chǎn)生”作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的目標(biāo)之一。為深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神，推進(jìn)建筑業(yè)安全發(fā)展、科學(xué)發(fā)展、健康發(fā)展，保障工程質(zhì)量安全，提升工程建設(shè)水平，進(jìn)一步改革和發(fā)展項(xiàng)目管理體系迫在眉睫。

2、“智慧工地云平臺(tái)”淺析

智慧工地云平臺(tái)利用BIM、GIS、新型物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，將建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)，經(jīng)采集和匯集處理，以可視化的形式在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享協(xié)作平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)展現(xiàn)，為監(jiān)管部門、項(xiàng)目部、各級(jí)承包商提供對(duì)安全質(zhì)量、勞務(wù)、環(huán)境、工程進(jìn)度等方面關(guān)鍵信息的即時(shí)感知能力、及時(shí)決策能力和有效溝通能力，進(jìn)而幫助工程項(xiàng)目識(shí)別安全風(fēng)險(xiǎn)，控制實(shí)施成本，保質(zhì)保量按時(shí)交付，實(shí)現(xiàn)精益建造、綠色建造和生態(tài)建造的“智慧建造”理念。

2.1智慧工地云平臺(tái)對(duì)工程施工的促進(jìn)作用

以“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃為指引，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，充分利用傳感網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，依托移動(dòng)和固定寬帶網(wǎng)絡(luò)，打造“智慧工地”云平臺(tái)。湖南省智慧工地云平臺(tái)從以下幾個(gè)方面促進(jìn)工程項(xiàng)目建設(shè)：

2.1.1實(shí)現(xiàn)資源整合

利用系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)整合并改造內(nèi)部現(xiàn)有的各項(xiàng)分系統(tǒng)，為工程建設(shè)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)建立共享交換長效機(jī)制，為各部門之間的數(shù)據(jù)共享交換提供管理服務(wù)，解決信息孤島問題。

2.1.2提供應(yīng)用支撐

通過系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)的建設(shè)，形成數(shù)據(jù)中心和服務(wù)中心，為智慧工地、資源管理、管理協(xié)同和工地應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)的應(yīng)用支撐。

2.1.3完善管理服務(wù)

通過系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)人員定位、員工考勤、物資管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等服務(wù)信息分類，滿足施工現(xiàn)場(chǎng)各層次人員的服務(wù)需求，將各個(gè)相關(guān)的信息通過多種方式進(jìn)行發(fā)布，提供綜合信息查詢服務(wù)。

2.1.4輔助領(lǐng)導(dǎo)決策

通過系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)的建設(shè)以及各部門現(xiàn)有信息整合的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)挖掘?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)決策提供報(bào)表，圖形等方式的數(shù)據(jù)分析和綜合研判信息，輔助領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行決策。

2.2智慧工地云平臺(tái)

通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、BIM等技術(shù)，搭建包括：勞務(wù)管理、質(zhì)量安全數(shù)據(jù)預(yù)警、施工現(xiàn)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控、重大危險(xiǎn)源和文明施工監(jiān)控、BIM技術(shù)應(yīng)用等板塊構(gòu)成的模塊化、一站式的信息化管理平臺(tái)。其中：

（1）勞務(wù)管理板塊：包括現(xiàn)場(chǎng)勞務(wù)實(shí)名制管理功能、基于物聯(lián)網(wǎng)的人員現(xiàn)場(chǎng)綜合管理（智能安全帽、智能手環(huán)）功能等。

（2）質(zhì)量安全和建筑市場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)警板塊：統(tǒng)計(jì)全省建筑施工重大事故隱患“一單四制”清單、從湖南省工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管平臺(tái)抓取工程質(zhì)量檢測(cè)不合格數(shù)據(jù)、從湖南省建筑工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)抓取安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化考評(píng)數(shù)據(jù)以及從建筑工程項(xiàng)目防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警抓取有關(guān)項(xiàng)目預(yù)警數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析全省等。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控板塊：監(jiān)控全省建筑工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況。

（4）重大危險(xiǎn)源和文明施工監(jiān)控板塊：塔機(jī)安全監(jiān)控、施工升降機(jī)安全監(jiān)控、智能安全監(jiān)測(cè)、建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵監(jiān)控等。

（5）BIM應(yīng)用板塊：BIM模型數(shù)字化交付、工程資料數(shù)字化存檔子系統(tǒng)等。

3、建設(shè)智慧工地云平臺(tái)的具體措施

在平臺(tái)的實(shí)際建設(shè)過程中，采用面向服務(wù)技術(shù)架構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法，將業(yè)務(wù)應(yīng)用分解為各類服務(wù)，并將服務(wù)封裝為各類組件，遵循統(tǒng)一性、抽象性、符合性及業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)、可迭代的設(shè)計(jì)原則完成項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)，為系統(tǒng)提供一個(gè)靈活的、可管理的、可擴(kuò)展的、項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)、建筑運(yùn)營管理系統(tǒng)、企業(yè)信息系統(tǒng)等多平臺(tái)業(yè)務(wù)發(fā)展的系統(tǒng)。

湖南省智慧工地云平臺(tái)設(shè)計(jì)采用框架+構(gòu)件+體系+編程方法的思路進(jìn)行軟件平臺(tái)研發(fā)，在本平臺(tái)的分析、設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目組采用JAVA技術(shù)，選擇當(dāng)前國際先進(jìn)的J2EE多層體系架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā);利用先進(jìn)的面向構(gòu)件的設(shè)計(jì)模式，采用EJB3規(guī)范進(jìn)行組件開發(fā);利用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA），采用ESB、XML、Web Service等技術(shù)實(shí)現(xiàn);利用面向方面的編程方法（AOP）， 通過Spring AOP技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4、智慧工地建設(shè)體系的構(gòu)成

湖南省“互聯(lián)網(wǎng)+智慧工地”整體架構(gòu)包含項(xiàng)目級(jí)、企業(yè)級(jí)和行業(yè)級(jí)三級(jí)平臺(tái)，統(tǒng)一平臺(tái)建設(shè)體系框架、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、信息應(yīng)用接口、功能。

（1）項(xiàng)目級(jí)：項(xiàng)目級(jí)平臺(tái)按B/S架構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，總體按“5+X+PM+哲匠助手”進(jìn)行部署?！?”即基礎(chǔ)平臺(tái)五個(gè)必選模塊—人員管理、環(huán)境管理、視頻監(jiān)控、塔吊監(jiān)測(cè)和升降機(jī)監(jiān)測(cè);“X”模塊，如物料管理、安全教育、移動(dòng)巡更等系統(tǒng)，用戶自行拓展;“PM”即工程項(xiàng)目PM協(xié)同管理平臺(tái)，基于BIM模型的多方協(xié)同管理平臺(tái)，便于項(xiàng)目精細(xì)化管理;哲匠助手服務(wù)于項(xiàng)目質(zhì)量和安全管理，基于知識(shí)庫智能推薦知識(shí)文檔輔助技術(shù)人員完成各項(xiàng)工作。

（2）企業(yè)級(jí)：企業(yè)級(jí)平臺(tái)按B/S架構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，通過整合建筑工地人員管理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、施工環(huán)境監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)信息，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)加以分析處理以圖表形式推送至企業(yè)管理層，構(gòu)建覆蓋企業(yè)、工程現(xiàn)場(chǎng)多方聯(lián)動(dòng)的可視化、智能化“智慧工地”。

（3）筑數(shù)云倉：面向于整個(gè)建筑行業(yè)的“綜合信息服務(wù)平臺(tái)”。利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)對(duì)項(xiàng)目底層數(shù)據(jù)和行業(yè)監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、篩選、整理，實(shí)現(xiàn)檢索企業(yè)、項(xiàng)目、人員好設(shè)備信息，自動(dòng)比對(duì)數(shù)據(jù)、生成預(yù)警信息和排行榜，智能推薦知識(shí)庫、信息化管理軟件的集成應(yīng)用功能。

結(jié)語：

智慧工地是建筑施工行業(yè)轉(zhuǎn)型晉級(jí)的關(guān)鍵支撐。讓建設(shè)成本更合理化，讓現(xiàn)場(chǎng)人員工作更智能化，讓項(xiàng)目管理更精益化，讓項(xiàng)目參建更協(xié)作化，讓建筑產(chǎn)業(yè)鏈更扁平化，讓行業(yè)監(jiān)管與效勞更高效化，讓建筑業(yè)開展更現(xiàn)代化是智慧工地的終極目標(biāo)，推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，刺激建筑業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的市場(chǎng)開拓。

參考文獻(xiàn)：

[1]《中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告——智慧工地應(yīng)用與發(fā)展》.

[2]湖南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布“智慧住建”發(fā)展規(guī)劃（2018-2020）.

[3]王曉波.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電網(wǎng)工程智慧工地研究與實(shí)踐[J].電力信息與通信技術(shù)，2017，15（8）：31-36.

[4]曾凝霜，劉琰，等.基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J].施工技術(shù)，2015，44（10）：96-100.

[5]林瑩，葉偉，等.BIM+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在聯(lián)想武漢研發(fā)基地項(xiàng)目中應(yīng)用實(shí)施探索[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2016（11）：175-179

[6]曾凝霜，劉琰，徐波.基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J].施工技術(shù)，2015（10）.

[7]王妮坤.施工管理崗位的“智慧化”[J].施工企業(yè)管理，2014（08）.